傳感器與傳感電路技術(shù)教案（項目5 濕敏傳感器應(yīng)用電路設(shè)計或制作）

教案課程名稱傳感器與傳感電路技術(shù)任課教師課程類型□A理論eq\o\ac(□,√)B理實一體化□C實踐適用專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)本次課標(biāo)題項目5濕敏傳感器應(yīng)用電路設(shè)計或制作任務(wù)5.1濕敏傳感器典型應(yīng)用電路分析1.濕度傳感器認(rèn)知2.濕敏電阻應(yīng)用3.環(huán)境濕度檢測電路分析授課學(xué)時2授課班級上課時間第周周第節(jié)上課地點第周周第節(jié)第周周第節(jié)本次課教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)K1:能描述典型濕敏傳感器的結(jié)構(gòu)、特性及原理M1K2:能正確應(yīng)用濕敏電阻M1K3:能分析環(huán)境濕度檢測電路的結(jié)構(gòu)，描述其原理M6K4:提升質(zhì)量意識，樹立專業(yè)服務(wù)生產(chǎn)、生活的專業(yè)理想M9教學(xué)重點典型濕敏傳感器的特性及原理環(huán)境濕度檢測電路的工作原理教學(xué)難點環(huán)境濕度檢測電路的工作原理分析教學(xué)方法手段1.教學(xué)方法：講授、討論、問題引導(dǎo)2.教學(xué)手段：多媒體、在線課程教學(xué)資源相關(guān)平臺在線課程配套資源一、教學(xué)基本情況

二、教學(xué)實施過程教學(xué)環(huán)節(jié)（時長）教學(xué)內(nèi)容方法手段教師活動學(xué)生活動對應(yīng)教學(xué)目標(biāo)課前1.預(yù)學(xué)濕敏傳感器知識2.預(yù)學(xué)環(huán)境濕度檢測電路原理任務(wù)驅(qū)動線上學(xué)習(xí)設(shè)計活動推送資源參與活動K1K2K3課中導(dǎo)入（5min）環(huán)境濕度傳感電路案例案例分析設(shè)計主題組織討論思考問題參與討論K3論證新知（70min）1.濕度傳感器概述（1）濕度的概念大氣中所含的水蒸氣量，有絕對濕度（kg/m3）和相對濕度（%RH）兩種表示法（2）濕度傳感器功能通過器件材料的物理或化學(xué)性質(zhì)變化，將濕度轉(zhuǎn)化成有用信號（3）濕敏元件類型水分子親和型：利用水分子附著或浸入某些物質(zhì)后電阻率或介電常數(shù)等發(fā)生變化檢測濕度非水分子親和型：利用與水分子接觸產(chǎn)生的物理效應(yīng)檢測濕度2.典型濕度傳感器（1）氯化鋰濕敏電阻吸濕性鹽類潮解，離子電導(dǎo)率發(fā)生變化，濕度大Li+濃度低，電阻率高；濕度小Li+濃度高，電阻率低（2）半導(dǎo)體陶瓷濕敏電阻兩種以上的金屬氧化物半導(dǎo)體材料混合燒結(jié)而成的多孔陶瓷，TiO2-MgO-Cr2O3系為負(fù)濕度特性濕敏半導(dǎo)體陶瓷，F(xiàn)e3O4為正濕度特性濕敏半導(dǎo)體陶瓷。（3）電容式濕敏傳感器電容值隨濕度變化問題牽引線上線下混合設(shè)計問題組織活動（提問、討論等）解惑釋疑反饋評價思考問題參與活動排疑解惑K13.濕敏電阻應(yīng)用（1）特性要求寬溫、濕范圍；精度高；壽命長；互換性好；耐污染；穩(wěn)定性好；響應(yīng)速度快；重現(xiàn)性好；靈敏度高；線性好；溫度系數(shù)?。还に嚭唵?；易批量生產(chǎn)；轉(zhuǎn)換電路簡單；成本低；抗腐蝕、耐低溫和高溫等特性（2）使用要求①低頻交流電源供電②進(jìn)行溫度補償③線性化處理④采用適當(dāng)?shù)臏y量電路問題牽引線上線下混合設(shè)計問題組織活動（提問、討論等）解惑釋疑反饋評價思考問題參與活動K24.環(huán)境濕度監(jiān)測電路分析（1）分析電路結(jié)構(gòu)，填寫P157表5-1（2）分析電路原理，回答問題P157-158的問題1~問題3任務(wù)驅(qū)動問題牽引設(shè)計問題組織活動釋疑解惑反饋評價回答問題參加活動排疑解惑K3鞏固提升（10min）隨堂測驗或課后練習(xí)線上線下混合設(shè)計活動推送活動參與活動排疑解惑K1K2K3課程思政（5min）濕度監(jiān)測的意義知識嵌入闡述意義啟發(fā)思考提升質(zhì)量意識，培養(yǎng)專業(yè)服務(wù)生產(chǎn)、生活的專業(yè)理想K4課后在線測試任務(wù)驅(qū)動設(shè)計測試推送活動線上互動完成任務(wù)線上互動K1K2K3三、教學(xué)反思1.本次課教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度：2.學(xué)生課堂學(xué)習(xí)表現(xiàn)情況：3.教學(xué)內(nèi)容評價：4.教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方法評價：5.教學(xué)資源使用情況：6.其他：（可續(xù)頁）教案課程名稱傳感器與傳感電路技術(shù)任課教師課程類型□A理論eq\o\ac(□,√)B理實一體化□C實踐適用專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)本次課標(biāo)題項目5濕敏傳感器應(yīng)用電路設(shè)計或制作任務(wù)5.1濕敏傳感器典型應(yīng)用電路分析4.盆花缺水指示電路分析5.育秧棚濕度指示器電路分析授課學(xué)時2授課班級上課時間第周周第節(jié)上課地點第周周第節(jié)第周周第節(jié)本次課教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)K1:能分析并描述盆花缺水指示電路結(jié)構(gòu)及工作原理M6K2:能分析并描述育秧棚濕度指示器電路結(jié)構(gòu)及工作原理M6K3:提升質(zhì)量意識，樹立技術(shù)打造美好生活的專業(yè)理想M9教學(xué)重點盆花缺水指示電路分析育秧棚濕度指示器電路分析教學(xué)難點盆花缺水指示電路和育秧棚濕度指示器電路工作原理分析教學(xué)方法手段1.教學(xué)方法：講授、討論、問題引導(dǎo)2.教學(xué)手段：多媒體、在線課程教學(xué)資源相關(guān)平臺在線課程配套資源一、教學(xué)基本情況

二、教學(xué)實施過程教學(xué)環(huán)節(jié)（時長）教學(xué)內(nèi)容方法手段教師活動學(xué)生活動對應(yīng)教學(xué)目標(biāo)課前1.復(fù)習(xí)濕度傳感器知識2.預(yù)習(xí)盆花缺水指示電路和育秧棚濕度指示器電路任務(wù)驅(qū)動線上學(xué)習(xí)設(shè)計活動推送資源參與活動K1K2課中導(dǎo)入（5min）盆花缺水指示電路育秧棚濕度指示器電路問題牽引啟發(fā)討論提出問題引導(dǎo)討論觀察思考回答問題K1K2論證新知（70min）1.盆花缺水指示電路分析（1）分析電路結(jié)構(gòu)，填寫P159表5-2（2）分析電路工作原理，回答P159-160問題1~問題62.育秧棚濕度指示器電路分析（1）分析電路結(jié)構(gòu)，填寫P160表5-3（2）分析電路工作原理，回答P160-161問題1~問題6任務(wù)驅(qū)動問題牽引設(shè)計任務(wù)指導(dǎo)過程解惑釋疑反饋評價實施任務(wù)排疑解惑提交任務(wù)K1K2鞏固提升（10min）隨堂測驗或課后練習(xí)任務(wù)驅(qū)動問題牽引設(shè)計測試引導(dǎo)練習(xí)完成任務(wù)解決問題K1K2課程思政（5min）濕度監(jiān)測的意義問題牽引啟發(fā)討論設(shè)計問題引導(dǎo)討論提升質(zhì)量意識，培養(yǎng)專業(yè)服務(wù)生產(chǎn)、生活的專業(yè)理想K3課后在線作業(yè)：空氣質(zhì)量監(jiān)測電路仿真設(shè)計任務(wù)驅(qū)動設(shè)計作業(yè)推送活動線上互動完成任務(wù)線上互動K1K2三、教學(xué)反思1.本次課教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度：2.學(xué)生課堂學(xué)習(xí)表現(xiàn)情況：3.教學(xué)內(nèi)容評價：4.教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方法評價：5.教學(xué)資源使用情況：6.其他：（可續(xù)頁）教案課程名稱傳感器與傳感電路技術(shù)任課教師課程類型□A理論eq\o\ac(□,√)B理實一體化□C實踐適用專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)本次課標(biāo)題項目5濕敏傳感器應(yīng)用電路設(shè)計或制作任務(wù)5.2育秧棚濕度指示器電路設(shè)計與制作授課學(xué)時2授課班級上課時間第周周第節(jié)上課地點第周周第節(jié)第周周第節(jié)本次課教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)K1:能進(jìn)行育秧棚濕度指示器電路仿真設(shè)計M6K2:會進(jìn)行育秧棚濕度指示器電路的制作M6K3:培養(yǎng)規(guī)范意識、安全意識，涵養(yǎng)精益求精的工匠精神M9教學(xué)重點育秧棚濕度指示器電路的設(shè)計與制作教學(xué)難點育秧棚濕度指示器電路的制作教學(xué)方法手段1.教學(xué)方法：講授、討論、問題引導(dǎo)2.教學(xué)手段：多媒體、在線課程、仿真、實做教學(xué)資源相關(guān)平臺在線課程配套資源、仿真軟件、實訓(xùn)器材一、教學(xué)基本情況

二、教學(xué)實施過程教學(xué)環(huán)節(jié)（時長）教學(xué)內(nèi)容方法手段教師活動學(xué)生活動對應(yīng)教學(xué)目標(biāo)課前進(jìn)一步梳理育秧棚濕度指示器電路的結(jié)構(gòu)及功能任務(wù)驅(qū)動線上學(xué)習(xí)設(shè)計活動推送資源參與活動K1K2課中導(dǎo)入（5min）育秧棚濕度指示器電路示范討論演示講解提出問題引導(dǎo)討論觀摩聆聽思考問題參與討論K1K2論證新知（70min）1.育秧棚濕度指示電路仿真設(shè)計（1）設(shè)計目標(biāo)相對濕度低于設(shè)定值時，綠燈亮；相對濕度高于設(shè)定值時，紅燈亮。（2）實施步驟S1：器件選型。濕敏電阻器用電位器替代。電壓比較器用LM324替代。S2：電路連接及參數(shù)設(shè)置。電源用9V電源通過開關(guān)S控制。（3）仿真調(diào)試。調(diào)整RV2，使在RV1（模擬濕敏電阻）值適當(dāng)?shù)那闆r下，電壓比較器反相端電位為4.5V，電路中綠燈亮，表示相對濕度正常；減小RV1阻值，模擬相對濕度增大，使紅燈點亮，表示相對濕度超過設(shè)定值。二二維碼：延伸閱讀3任務(wù)驅(qū)動實操訓(xùn)練設(shè)計任務(wù)示范操作過程指導(dǎo)解惑釋疑反饋評價實施任務(wù)排疑解惑提交任務(wù)K12.育秧棚濕度指示電路的制作（1）任務(wù)要求用面包板或萬用板，制作電路；調(diào)節(jié)電位器RV，使電路在相對濕度正常時，綠色發(fā)光二極管亮；將濕敏傳感元件置于較潮濕環(huán)境，使紅色發(fā)光二極管發(fā)光。（2）操作準(zhǔn)備①元件準(zhǔn)備濕敏電阻：HR202L電壓比較器：LM393開關(guān)：撥動或單刀開關(guān)其他按圖5-8準(zhǔn)備②儀器準(zhǔn)備多功能電路板或萬能板萬用表直流穩(wěn)壓電源焊接工具及材料（限焊接制作）（3）操作步驟①選擇、檢測器件，填寫表5-4②裝接電路。③通電觀察：相對濕度正常和處于濕度環(huán)境時，紅、綠發(fā)光二極管的狀態(tài)是否符合要求。④提交作業(yè)任務(wù)驅(qū)動實操訓(xùn)練設(shè)計任務(wù)示范操作過程指導(dǎo)解惑釋疑反饋評價實施任務(wù)排疑解惑提交任務(wù)K1鞏固提升（10min）作業(yè)點評示范講解遴選作業(yè)點評推優(yōu)互學(xué)互鑒優(yōu)化完善K1K2K3課程思政（5min）電路設(shè)計與制作要求活動滲透評價引領(lǐng)闡述意義啟發(fā)思考提升質(zhì)量意識，涵養(yǎng)精益求精的工匠精神K3課后在線測試-項目5單元測試任務(wù)驅(qū)動設(shè)計試卷推送活動線上互動完成任務(wù)線上互動K1K2K3三、教學(xué)反思1.本次課教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度：2.學(xué)生課堂學(xué)習(xí)表現(xiàn)情況：3.教學(xué)內(nèi)容評價：4.教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方法評價：5.教學(xué)資源使用情況：6.其他：（可續(xù)頁）教案課程名稱傳感器與傳感電路技術(shù)任課教師課程類型□A理論eq\o\ac(□,√)B理實一體化□C實踐適用專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)本次課標(biāo)題基于實驗平臺的濕度傳感實驗授課學(xué)時2授課班級上課時間第周周第節(jié)上課地點第周周第節(jié)第周周第節(jié)本次課教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)K1:能應(yīng)用NewLab傳感實驗平臺完成濕度傳感實驗M6K2:培養(yǎng)遵守規(guī)程意識，涵養(yǎng)團隊精神M9教學(xué)重點濕度傳感實驗的操作方法教學(xué)難點濕度傳感實驗的操作方法教學(xué)方法手段1.教學(xué)方法：講授、討論、問題引導(dǎo)2.教學(xué)手段：多媒體、實驗設(shè)備教學(xué)資源NewLab傳感實驗平臺一、教學(xué)基本情況

二、教學(xué)實施過程教學(xué)環(huán)節(jié)（時長）教學(xué)內(nèi)容方法手段教師活動學(xué)生活動對應(yīng)教學(xué)目標(biāo)課前利用教材預(yù)學(xué)“基于實驗平臺的濕度傳感實驗”相關(guān)內(nèi)容任務(wù)驅(qū)動線上線下混合學(xué)習(xí)設(shè)計活動推送活動參與活動K1課中導(dǎo)入（5min）濕度傳感實驗的任務(wù)及目的講解示范講解重點演示要點聆聽記錄觀摩演示K1論證新知（70min）1.實驗原理（1）HS1101濕度傳感器電容式濕度傳感器，電容量隨所測空氣濕度的增加而增大②具有全互換性、標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下不需校正、能在長時間飽和下快速脫濕、高可靠性、長時間穩(wěn)定性、快速反應(yīng)等特點③可應(yīng)用于辦公室、車廂內(nèi)空氣質(zhì)量控制、家電、工業(yè)控制系統(tǒng)等領(lǐng)域（2）NEWLab濕度傳感器模塊①結(jié)構(gòu)：濕度傳感器HS1101振蕩電路模塊頻率信號接口J4接地接口J2②工作原理：濕度變化→傳感器電容量C3變化→555定時器構(gòu)成的多諧振蕩電路輸出脈沖頻率（f=1問題牽引演示講解實物演示設(shè)計問題組織活動（提問、討論等）觀看聆聽回答問題記錄要點K12.實驗步驟（1）實驗準(zhǔn)備。①打開實驗平臺軟件，導(dǎo)入濕度傳感實驗的實驗包。②平臺通電并與電腦連接。（2）硬件裝接。①在插槽上放置濕度傳感實驗?zāi)K。②將示波器連接到頻率信號輸出端口J4和接地端口J2之間；（3）啟動實驗。 ①調(diào)整到自動模式，通電。②啟動上位機軟件平臺，選擇濕度傳感實驗。③選擇場景模擬實驗，上位機軟件測試硬件平臺的濕度傳感模塊正常工作，并進(jìn)入工作界面。④觀察實驗參數(shù)。示范講解實驗觀察要點講解操作演示過